Анаеробну переробку відходів з виробництвом біогазу традиційно здійснюють при ферментації відходів тварин, таких як гноївка чи гній. Ці виділення можна перемішувати з іншими господарськими відходами, рештками або відходами переробки сировини харчової промисловості.
В залежності від складу сировини, що переробляється, можна очікувати різного рівня та енергетичної цінності виходу біогазу. Кількість утворених відходів залежить від віку та виду тварин, а також від пори року. Середня кількість біогазу, яку можна отримати з 1 м3 відходів тваринництва, оцінюється у 20- 25 м3. Рентабельною кількістю в техніко-економічному відношенні вважається 30-35 м3. Таку кількість біогазу можна отримати шляхом змішування відходів тваринництва та господарських відходів з іншими видами сировини, що відрізняється високим вмістом сухої органічної маси, а саме: відходами підприємств харчової промисловості або рослинної маси.
Сировину, що піддається метановому зброджуванню, можна поділити на три категорії:
- Сільськогосподарську: рідка гноївка, твердий гній, енергетичні культури, рештки біомаси тощо;
- Промислову: крохмаль, відходи скотобоєнь, молочних та цукрових заводів, фармацевтичної, косметичної та паперової промисловості;
- Господарську: органічні відходи, комунальні стоки тощо.
Ферментаційний матеріал можна також розділити на основний (ферментація якого може відбуватись самостійно, без додавання інших речовин) та допоміжний. Основною зброджуваною сировиною вважається гній, рідка гноївка, молода трава, а допоміжним – відходи від переробки овочів та фруктів, органічні відходи, рештки їжі, меляса, органічні продукти, що розщеплюються природньо (біологічним шляхом), господарські стоки тощо.
Відходи тваринництва (гній, послід і ін.) – продукти життєдіяльності домашніх тварин. Отримані в результаті ферментативної, зокрема мікробної, кормів організмом тварин. Мають характерний запах і консистенцію. Використовуються як природне добриво або палива.
Використання відходів тваринництва при безстійловому утриманні худоби не є доцільним з точки зору отримання енергетичних ресурсів: кількість тварин на одиницю площі настільки мала, а розсіювання відходів тваринництва настільки велике, що доставка останніх на підприємства з виробництва енергетичних ресурсів з біомаси – біогазові станції, виявляється економічно і енергетично невиправданою.
Абсолютно інша ситуація при утриманні тварин у закритих приміщеннях. У цьому випадку кількість відходів, що збирається з одиниці площі, істотно зростає, а витрати на їх збір і доставку скорочуються.
Кількість гною від кожного виду тварин і його склад залежить від раціону харчування і тривалості утримання тварин у закритих приміщеннях (див. табл.). Вміст вологи у гної варіюється в межах 60-85%.
Ефективність виробництва метану шляхом зброджування гною залежить від кількості у відстої вуглецевмісної речовини, що не розклалася: чим старіший гній, тим вища ступінь його попереднього розщеплення і тим менше в ньому речовин, що не розщепилися, які можуть бути переведені в метан. Технологія виробництва метану залежить від вмісту у відстої інертних речовин: чим їх більше, тим менше вихід метану на одиницю маси відходів.
При енергетичному перетворенні відходів жуйних тварин у біогазової станції замість очікуваного виходу метану 0,26 – 0,30 м3/кг органічних речовин виходить всього 0,13 – 0,15 м3/кг органічних речовин в результаті втрати частини вуглецевмісної речовини в процесі переварювання їжі.
Для здійснення ферментації гною тваринницькі господарства повинні бути обладнані спеціальним чином – в приміщенні, де знаходиться худоба, має бути щілинна підлога, а під щілинами повинні бути встановлені корита, в які звалюватиметься гній. Корита повинні бути оснащені скреперними ножами, за допомогою яких гній скидається з корита у збірні вигрібні ями. У вигрібній ямі гній перетворюється в пульпу (гноївку), яка подається до метантенку.
Рослинні рештки – в залежності від того, чи залишаються вони після збору врожаю на поверхні ґрунту чи збираються і видаляються з поля разом з врожаєм, – поділяються на дві основні групи. До першої групи належить солома, до другої – полова, лушпиння і фруктова шкірка. Слід зазначити, що до другої групи входить велика частина відходів, що надходять з переробних підприємств.
Сезонність утворення рослинних решток і, отже, їх наявність визначаються часом дозрівання врожаю і залежать, головним чином, від виду сільськогосподарської культури, географічного положення місця її вирощування і клімату.
Сезонність утворення рослинних залишків є негативним фактором, оскільки, щоб забезпечити рівномірне використання відходів протягом усього року, доводиться споруджувати для них сховища.
Зберігання сільськогосподарських культур, у свою чергу, пов’язано з використанням певних площ і вантажно-розвантажувальними роботами. Крім того, зберігання повинно бути організовано так, щоб відходи, що зберігаються, не псувалися і доступ до них був забезпечений протягом усього року.
© Альтернативна енергетика